Urob si sám osciloskop z tabletu

Technológia nestojí na mieste a držať krok s nimi nie je vždy jednoduché. Sú tu nové položky, ktorým by som rád porozumel podrobnejšie. To platí najmä o rôznych, ktoré vám umožňujú zostaviť takmer každé jednoduché zariadenie krok za krokom. Teraz sú medzi nimi dosky Arduino s ich klonmi a čínske mikroprocesorové počítače a hotové riešenia, ktoré už prichádzajú so softvérom na palube.

Na prácu so všetkými vyššie uvedenými zaujímavými novými produktmi, ako aj na opravu digitálnych zariadení však potrebujete drahý a vysoko presný nástroj. Medzi takéto zariadenia patrí osciloskop, ktorý vám umožňuje čítať frekvenčné údaje a vykonávať diagnostiku. Jeho cena je často dosť vysoká a začínajúci experimentátori si nemôžu dovoliť taký drahý nákup. Tu prichádza na záchranu riešenie, ktoré sa objavilo na mnohých amatérskych rádiových fórach takmer okamžite po objavení sa tabliet v systéme Android. Jeho podstatou je vyrobiť osciloskop z tabletu s minimálnymi nákladmi, bez akýchkoľvek úprav alebo úprav vášho gadgetu a tiež eliminovať riziko jeho poškodenia.

Čo je osciloskop

Osciloskop - ako zariadenie na meranie a sledovanie kolísania frekvencie v elektrickej sieti - je známy už od polovice minulého storočia. Týmito prístrojmi sú vybavené všetky vzdelávacie a odborné laboratóriá, nakoľko len s ich pomocou je možné odhaliť niektoré poruchy alebo doladiť zariadenie. Môže zobrazovať informácie na obrazovke aj na papierovej páske. Hodnoty vám umožňujú vidieť tvar signálu, vypočítať jeho frekvenciu a intenzitu a v dôsledku toho určiť zdroj jeho výskytu. Moderné osciloskopy umožňujú kresliť trojrozmerné grafy frekvencie farieb. Dnes sa zameriame na jednoduchú verziu štandardného dvojkanálového osciloskopu a implementujeme ju pomocou predpony smartfónu alebo tabletu a príslušného softvéru.

Najjednoduchší spôsob vytvorenia vreckového osciloskopu

Ak je nameraná frekvencia v rozsahu frekvencií počuteľných ľudským uchom a úroveň signálu nepresahuje štandardnú úroveň mikrofónu, môžete si osciloskop zostaviť z tabletu Android vlastnými rukami bez akýchkoľvek ďalších modulov. Na to stačí rozobrať akýkoľvek headset, ktorý musí mať mikrofón. Ak neexistuje vhodná náhlavná súprava, budete si musieť kúpiť 3,5 mm audio konektor so štyrmi kolíkmi. Pred spájkovaním sond skontrolujte pinout konektora vášho gadgetu, pretože existujú dva typy. Sondy musia byť pripojené ku kolíkom zodpovedajúcim pripojeniu mikrofónu na vašom zariadení.

Ďalej by ste si mali stiahnuť softvér z „Marketu“, ktorý dokáže merať frekvenciu na vstupe mikrofónu a na základe prijatého signálu nakresliť graf. Takýchto možností je pomerne dosť. Preto, ak je to žiaduce, bude z čoho vyberať. Ako už bolo spomenuté, nebola potrebná žiadna úprava tabletu. Osciloskop bude pripravený, akonáhle bude aplikácia kalibrovaná.

Výhody a nevýhody vyššie uvedenej schémy

Výhody takéhoto riešenia možno jednoznačne pripísať jednoduchosti a nízkej cene montáže. Stará náhlavná súprava alebo jeden nový konektor nestojí takmer nič a trvá to len niekoľko minút.

Táto schéma má však niekoľko významných nevýhod, a to:

• Malý rozsah nameraných frekvencií (v závislosti od kvality zvukovej cesty modulu gadget sa pohybuje od 30 Hz do 15 kHz).
• Nedostatok ochrany pre tablet alebo smartfón (ak náhodou pripojíte sondy k úsekom obvodu so zvýšeným napätím, môžete v najlepšom prípade spáliť čip zodpovedný za spracovanie zvukového signálu na vašom gadgete a v najhoršom prípade úplne vypnúť smartfón alebo tablet).
• Na veľmi lacných zariadeniach je výrazná chyba v meraní signálu, dosahujúca 10-15 percent. Pre dolaďovacie vybavenie je takýto údaj neprijateľný.

Realizácia ochrany, tienenia signálu a redukcie chýb

Aby ste čiastočne ochránili svoje zariadenie pred prípadným zlyhaním, ako aj stabilizovali signál a rozšírili rozsah vstupného napätia, môžete použiť jednoduchý osciloskopový obvod pre tablet, ktorý sa už dlho úspešne používa na zostavovanie zariadení pre počítač. čas. Používa lacné komponenty vrátane zenerových diód KS119A a dvoch odporov 10 a 100 kOhm. Zenerove diódy a prvý rezistor sú zapojené paralelne a druhý, výkonnejší rezistor je použitý na vstupe obvodu, aby sa rozšíril maximálny možný rozsah napätia. V dôsledku toho zmizne veľké množstvo rušenia a napätie stúpne na 12 V.

Samozrejme, treba si uvedomiť, že osciloskop z tabletu pracuje predovšetkým so zvukovými impulzmi. Preto sa oplatí postarať sa o kvalitné tienenie ako samotného obvodu, tak aj sond. Ak chcete, podrobné pokyny na zostavenie tohto obvodu nájdete na jednom z tematických fór.

softvér

Na prácu s takouto schémou je potrebný program, ktorý dokáže kresliť grafy na základe prichádzajúceho zvukového signálu. Nájsť ho na „trhu“ je jednoduché, možností je veľa. Takmer všetky zahŕňajú dodatočnú kalibráciu, takže môžete dosiahnuť najvyššiu možnú presnosť a vyrobiť si profesionálny osciloskop z tabletu. Inak tieto programy vykonávajú v podstate rovnakú úlohu, takže konečný výber závisí od požadovanej funkčnosti a jednoduchosti použitia.

Domáci set-top box s Bluetooth modulom

Ak je potrebný širší frekvenčný rozsah, vyššie uvedená možnosť nebude fungovať. Tu prichádza na záchranu nová možnosť - samostatný gadget, ktorým je set-top box s analógovo-digitálnym prevodníkom, ktorý poskytuje digitálny prenos signálu. V tomto prípade už nie je zapojená zvuková cesta smartfónu alebo tabletu, čo znamená, že je možné dosiahnuť vyššiu presnosť merania. V skutočnosti sú v tomto štádiu iba prenosným displejom a všetky informácie zhromažďuje samostatné zariadenie.

Osciloskop si môžete zostaviť z tabletu Android s bezdrôtovým modulom sami. V sieti je príklad, keď bolo podobné zariadenie implementované už v roku 2010 pomocou dvojkanálového analógovo-digitálneho prevodníka vytvoreného na báze mikrokontroléra PIC33FJ16GS504 a modul Bluetooth LMX9838 slúžil ako vysielač signálu. Ukázalo sa, že zariadenie je celkom funkčné, ale je ťažké ho zostaviť, takže pre začiatočníkov bude nemožné ho vyrobiť. Ale ak chcete, nájsť podobný projekt na rovnakých amatérskych rádiových fórach nie je problém.

Hotové možnosti pre set-top boxy s Bluetooth

Inžinieri nespia a okrem ručných prác sa v obchodoch objavuje čoraz viac set-top boxov, ktoré plnia funkciu osciloskopu a prenášajú signál cez Bluetooth do smartfónu či tabletu. Osciloskop pripojený k tabletu pripojenému cez Bluetooth má často tieto hlavné charakteristiky:

• Limit nameranej frekvencie: 1 MHz.
• Napätie sondy: do 10 V.
• Akčný rádius: cca 10 m.

Tieto vlastnosti sú úplne dostatočné na domáce použitie, ale v profesionálnych činnostiach sa niekedy vyskytujú prípady, keď tento rozsah veľmi chýba a je jednoducho nereálne implementovať väčší rozsah s pomalým protokolom Bluetooth. Aké je východisko v tejto situácii?

Wi-Fi osciloskopy

Táto možnosť prenosu dát výrazne rozširuje možnosti meracieho zariadenia. Teraz trh s osciloskopmi s týmto typom výmeny informácií medzi set-top boxom a tabletom naberá na sile vďaka jeho dopytu. Takéto osciloskopy sú takmer rovnako dobré ako profesionálne, pretože bez oneskorenia prenášajú namerané informácie do tabletu, ktorý ich okamžite zobrazuje ako graf na obrazovke.

Správa sa vykonáva prostredníctvom jednoduchých intuitívnych menu, ktoré kopírujú nastavovacie prvky bežných laboratórnych prístrojov. Okrem toho vám takéto vybavenie umožňuje nahrávať alebo vysielať v reálnom čase všetko, čo sa deje na obrazovke, čo môže byť nepostrádateľným nástrojom, ak potrebujete požiadať o radu skúsenejšieho majstra sídliaceho inde.

Charakteristiky osciloskopu pre set-top box s Wi-Fi pripojením v porovnaní s predchádzajúcimi možnosťami niekoľkonásobne rastú. Takéto osciloskopy majú rozsah merania až 50 MHz, pričom je možné ich upravovať pomocou rôznych adaptérov. Často sú vybavené batériami pre autonómne napájanie, aby sa pracovisko čo najviac odbremenilo od nepotrebných drôtov.

Domáce verzie moderných nástavcov na osciloskopy

Na fórach je, samozrejme, nával rôznych nápadov, pomocou ktorých sa nadšenci snažia splniť svoj starý sen - nezávisle zostaviť osciloskop z tabletu Android s kanálom Wi-Fi. Niektoré modely sú úspešné, iné nie. Je len na vás, či skúsite šťastie aj vy a ušetríte pár dolárov tým, že si zariadenie zložíte sami, alebo si kúpite hotovú verziu. Ak si nie ste istí svojimi schopnosťami, potom je lepšie neriskovať, aby ste neskôr neľutovali premárnené prostriedky.

Inak - vitajte v niektorej z komunít rádioamatérov, v ktorej vám môžu dobre poradiť. Možno neskôr podľa vašej schémy začiatočníci zostavia svoj prvý osciloskop vo svojom živote.

Softvér set-top boxu

Často spolu so zakúpenými osciloskopmi sú set-top boxy dodávané s diskom s programom, ktorý si môžete nainštalovať do tabletu alebo smartfónu. Ak v súprave nie je taký disk, pozorne si preštudujte pokyny pre zariadenie - s najväčšou pravdepodobnosťou obsahuje názvy programov kompatibilných so set-top boxom a umiestnených v obchode s aplikáciami.

Niektoré z týchto zariadení môžu fungovať nielen so zariadeniami s operačným systémom Android, ale aj s drahšími zariadeniami Apple. V tomto prípade bude program určite v AppStore, keďže iná možnosť inštalácie neexistuje. Po vytvorení osciloskopu z tabletu nezabudnite skontrolovať presnosť údajov a v prípade potreby kalibrovať zariadenie.

USB osciloskopy

Ak nemáte prenosné zariadenie, ako je tablet, ale máte notebook alebo počítač, nebojte sa. Môžete si z nich vyrobiť aj krásnu.Najjednoduchšou možnosťou je pripojiť sondy k mikrofónovému vstupu počítača rovnakým spôsobom, ako je popísané na začiatku článku.

Vzhľadom na svoje obmedzenia však táto možnosť nie je pre každého. V tomto prípade možno použiť USB osciloskop, ktorý poskytne rovnaký výkon ako set-top box s prenosom signálu cez Wi-Fi. Stojí za zmienku, že takéto zariadenia niekedy fungujú s niektorými tabletmi, ktoré podporujú technológiu pripojenia externých zariadení OTG. Samozrejme, skúšajú vyrobiť USB osciloskop aj svojpomocne a celkom úspešne. Prinajmenšom veľké množstvo tém na fórach sa venuje tomuto remeslu.